模電課程設(shè)計(jì)-聲光控延時(shí)閃光(編輯修改稿)
2025-07-12 08:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有現(xiàn)成的芯片，還不能徹底的理解電路的原理，故不選此方案。方案二運(yùn)用的是單片機(jī)控制電路，這種方案最常見，但是要編程序做成芯片，但現(xiàn)在還沒有學(xué)習(xí)單片機(jī)的使用，故不支持用此做法。方案三運(yùn)用的是模擬電子的知識(shí)，所有的元器件都可以在實(shí)驗(yàn)室里找到，結(jié)構(gòu)清晰，原理易懂。所以，最終確定的方案為方案三。 4 設(shè)計(jì)原理及功能說明 電路設(shè)計(jì)原理 光控?zé)舻脑恚阂O(shè)計(jì)光控?zé)?，首先要了解并掌握光敏電阻的特性，光敏電阻又稱光導(dǎo)管，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值伴隨著射光的強(qiáng)弱而發(fā)生改變的電阻器，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有其他很多種材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照照射下（光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見光（ ） um 的響應(yīng)很接近，只要人眼可接受的光，都會(huì)引起它的阻值變化），其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔 向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變換轉(zhuǎn)換為電的變化）。經(jīng)過測(cè)量隨著外部環(huán)境的變化，這次所用的光敏電阻阻值的變化范圍為 2k3m，所以在有光照射時(shí)電阻阻值下降，沒有光照時(shí)其阻值就會(huì)上升，根據(jù)這一特性可以控制三極管工作狀態(tài)進(jìn)而控制燈的亮滅的電路。 三極管的工作狀態(tài)分為放大、截止和飽和。當(dāng)工作在放大區(qū)時(shí)，發(fā)射極正偏，集電極反偏；當(dāng)工作在截止區(qū)時(shí)，發(fā)射機(jī)跟集電極均反偏；當(dāng)工作在 6 飽和狀態(tài)時(shí)，發(fā)射機(jī)跟集電極均正偏。與此同時(shí)，三 極管是由兩種材料做成，一種為硅管，其正偏發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓為 ；一種為鍺管，其正偏發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓為 。三極管種類有 NPN 和 PNP 兩種，本次課設(shè)用到的三極管為NPN 型硅管 9014。 聲控?zé)舻脑恚弘娐酚晒饪夭糠?，聲控部分、放大電路?4011BD 與非門，延時(shí)部分組成。白天或夜晚光線較亮?xí)r光控部分將開關(guān)自動(dòng)關(guān)斷，聲控部分不起作用。當(dāng)光線較暗時(shí)，光控部分將會(huì)將開關(guān)自動(dòng)打開，負(fù)載電路的通斷受控于聲控部分，電路能否接通取決于聲音信號(hào)的強(qiáng)弱，當(dāng)聲強(qiáng)達(dá)到一定強(qiáng)度（不小于 4011BD 的開門電壓）電路將會(huì)自動(dòng)接通，點(diǎn)亮 LED 燈，并且開始延時(shí)，延時(shí)的時(shí)間一到，它的開關(guān)將會(huì)自動(dòng)斷開，等待下一次的聲音信號(hào)觸發(fā)。這樣，該電路通過對(duì)環(huán)境聲光信號(hào)的監(jiān)測(cè)跟處理，完成電路開斷的自動(dòng)開關(guān)控制。 原理圖說 明 1 聲光控電路圖 圖（ ） 如圖 ， R R6 組成了一個(gè)光敏電阻，電路中晶閘管的通斷，取決于控制信號(hào)的有無。光敏電阻 R R6 的阻值隨著光照強(qiáng)度的變化而變化 當(dāng)光照達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，其電阻值變小到與 R5分壓后使 BD4011處于邏輯低電平，2 腳所在的與非門被封死，這時(shí)不管有無聲音信號(hào)輸入， BD4011 腳都是低電 7 平，晶閘管正向阻斷。隨著光照強(qiáng)度的減弱， R R6 的阻值逐漸增大， 2 腳的電平逐漸上升，當(dāng) 2 腳的電 位上升到邏輯高電平后，即滿足了開門條件，此時(shí)的聲控開始起作用， 3 腳是否翻轉(zhuǎn)只取決于 BD4011 的 1 腳電位（聲控電路輸入端）是否達(dá)到了邏輯高電平。 2 循環(huán)閃光燈電路圖 圖 如圖 是循環(huán)閃光燈電路，由三個(gè)三極管 Q2 、 Q Q4 組成。它們 組成三級(jí)共發(fā)射極電路放大器， 因?yàn)?電容 C1~C3 的耦合作用而產(chǎn)生振蕩，電路振蕩后三極管 Q3~Q5 均處于開關(guān)工作狀態(tài)，并在導(dǎo)通狀態(tài)與截止?fàn)顟B(tài)之間進(jìn)行周期性翻轉(zhuǎn)。但在任何時(shí)刻總有一只三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，另兩只三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)若導(dǎo)通的那一路是 Q4 路，那么電容 C5 開始放電，電容 C4 開始充電達(dá)到能導(dǎo)通 D2 時(shí)， X7,X6 就熄滅了， X5,X4 就閃爍了，以此類推，三路燈依次循環(huán)不停的閃爍。 由于主控電路的三只三極管的開關(guān)狀態(tài)不斷的翻轉(zhuǎn)，所以三路彩燈X2~X7 也就依次點(diǎn)亮或者熄滅。這就是循環(huán)閃光燈電路圖。 5 硬件的制作與調(diào)試 焊接實(shí)物圖 8 9 焊接過程出現(xiàn)的問題 在焊接前沒有整體布局，導(dǎo)致元件放置雜亂緊湊，給焊接電路、連接導(dǎo)線、檢查電路帶來很大麻煩。以至于第一次焊接失敗，不得不拆除所有元器件重新焊接，造成了極大的浪費(fèi)。另外，由于焊接 技術(shù)不好，焊點(diǎn)過大，且有過多虛焊導(dǎo)致電路板焊接完成后連接電路不成功。給檢修造成了極大的阻礙，浪費(fèi)了很多時(shí)間。影響電路板的整體美觀。 以后在焊接前，一定會(huì)注意整體布局，用鉛筆標(biāo)好元器件的位置后再插好元器件焊接。另外，會(huì)注
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